芮文婧 王曉敏 高艷明 李建設

摘要 總結了光照、溫度、水分、肥料等不同環(huán)境因子對番茄果實品質和風味影響的研究現狀，分析了不同環(huán)境因子對番茄果實品質和風味主要指標的影響，并討論了環(huán)境對番茄果實品質和風味影響研究中出現的問題及未來的研究趨勢。

關鍵詞 番茄；品質；風味；研究進展

中圖分類號 S641.2 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）06-0034-03

Research Progress of Effects of Environmental Factors on Fruit Quality and Flavor of Tomatoes

RUI Wen-jing1，WANG Xiao-min1，2*，GAO Yan-ming1，2，LI Jian-she1，2，3*

（1.School of Agriculture，Ningxia University，Yinchuan，Ningxia 750021；2.Ningxia Facility Horticulture （Ningxia University） Technology Innovation Center，Yinchuan，Ningxia 750021；3.Planning and Development Department of Ningxia University Discipline Construction，Yinchuan，Ningxia 750021）

Abstract The research status of the influences of environmental factors on fruit quality and flavor of tomatoes were summarized.The influences of light，temperature，moisture and fertilizer on the main indicators of fruit quality and flavor were analyzed.Problems in the research of environmental effects on fruit quality and flavor and future research trend were discussed.

Key words Tomato；Quality；Flavor；Research progress

番茄（Solanum Lycopersicon）是設施栽培的主要蔬菜品種之一，由于其豐富的營養(yǎng)和獨特的風味而備受青睞[1]。隨著生活水平的提高，人們對番茄的需求逐漸從數量型向質量型轉變，開始越來越多地關注番茄的品質[2]。番茄從種子萌發(fā)到抽穗座果，最后衰老死亡，在番茄的整個生命周期中，會受到各種環(huán)境因子包括光照、溫度、水分、肥料等的影響[3]。通過控制環(huán)境因子提高番茄果實品質和風味的研究備受栽培者和科研工作者的關注，近年來，在調控環(huán)境因子栽培高品質番茄方面開展了大量的研究，筆者對此進行綜述。

1 光照對番茄果實品質和風味的影響

光照主要通過光質、光強和光周期的變化，使蔬菜的形態(tài)結構、生長發(fā)育、生理生化等發(fā)生較大的變化。一方面，它可以為植物光合作用提供輻射能；另一方面，它作為一種環(huán)境信號影響植物生命周期中的許多生理過程[3]。

1.1 光質對番茄果實品質和風味的影響

光質即不同波長的光譜成分，光質影響蔬菜生長發(fā)育過程中的諸多生理代謝活動，對高等植物的碳水化合物和蛋白質代謝也有調節(jié)作用。紅光能極大地促進番茄紅素的合成，這與光質可以調控色素合成酶的活性和基因表達有關[4]。張典勇[3]采用不同顏色棚膜覆蓋拱棚，也證實了這一點，其研究表明在保證產量的基礎上，紅色膜處理有利于番茄紅素的合成和積累，商品性好，同時提高了果實中可溶性糖和可滴定酸的含量；鄭冬梅等[5]用LED燈對櫻桃番茄處理的研究也得出相同的結論。在藍光下生長的植物蛋白質含量較高，而通常在紅光下生長的植物碳水化合物含量較高[3]。劉林等[6]認為光質的改變誘導了光敏色素對糖代謝酶的調控，促進了蔗糖代謝相關酶活性的提高，使光合產物更多地分配到果實中，但這只是一種猜測，其真正機理還有待研究。陳強[7]采用新型半導體光源發(fā)光二極管（LED）精量調制光質（紅光、藍光和紅∶藍=3∶1的組合光），以普通日光燈（白光）為對照，就不同光質對番茄果實品質的影響進行研究，結果表明不同 LED 光源對轉色過程中番茄果實品質的影響不同，對其營養(yǎng)品質和風味影響顯著，紅光處理后果實硬度和VC含量最低，藍光處理下番茄果形指數最高，果實VC與可溶性蛋白含量均顯著提高，雖紅藍組合光處理番茄果實VC含量與對照差異不明顯，但可溶性蛋白的含量顯著提高，且番茄果實的糖酸比最高。綜上所述，紅光有利于番茄紅素的合成和積累，同時提高了果實中可溶性糖和可滴定酸的含量，但降低了果實硬度和VC 含量；藍光有利于提高果形指數、果實VC含量與可溶性蛋白含量；一定比例的紅藍組合光有利于提高可溶性蛋白含量和糖酸比。另外，紅光處理可提高番茄中主要香氣物質和醛類物質的含量，藍光處理除了香氣中醇類物質含量較高，還可以促進酯類物質的合成。

1.2 光強對番茄果實品質和風味的影響

光照強度對植物會產生很大影響。一切綠色植物必須在陽光的照射下才能進行光合作用。植物體內的各種器官和組織能保持發(fā)育上的正常比例，也與一定的光照強度有直接聯(lián)系。關于光照強度對蔬菜品質影響的研究相對較少，主要是將果樹上的套袋技術應用于蔬菜栽培中。王梅等[8]發(fā)現不同材質果袋均具有降低光強、提高溫度、促進早熟的作用，其中以白紙貼膜袋的作用效果最顯著；王磊等[4]也發(fā)現不同材質果袋對番茄風味品質的影響不同，硫酸紙袋顯著提高了果實的可溶性糖含量以及糖酸比，對番茄風味有較好的改善作用，套袋還具有一定的隔離作用，減少了果實與外界環(huán)境的物質交換，尤其是避免了與農藥的直接接觸，降低了果實的農藥殘留，但另一方面套袋也會使番茄果實硬度降低，含水量提高，營養(yǎng)風味物質減少。趙立坤等[9-10]研究發(fā)現經過打孔處理的聚丙烯透明塑料薄膜袋（TPF）和聚乙烯淋膜白紙袋（WPF）的袋內溫度明顯降低，WPF 8孔處理的果實體積和單果重增加明顯，套袋整體提高了果實表面的色澤指數和潔凈指數，外觀商品品質明顯提升。經過套袋處理后除了夏季TPF處理的含糖量有所降低，其他3個季節(jié)的可溶性糖、維生素C和游離性氨基酸含量都與CK沒有顯著性差異，改善了套袋對番茄果實品質具有一定負效應的影響，綜合比較其生長品質發(fā)現，WPF處理果實的綜合評價高于TPF處理。在光強對番茄果實品質和風味影響的研究中關于套袋材質、紙袋形式、如何增加正效應和減少負效應等方面還有待進一步研究。

2 溫度對番茄果實品質和風味的影響

番茄是典型的喜溫蔬菜，20～25 ℃是番茄生長的最適宜溫度，溫度過高或過低都會對番茄生長造成影響，高溫下番茄苗徒長，植株長勢變弱，低溫下番茄不能開花或授粉受精不良，長時間在5 ℃以下的環(huán)境中會引起低溫傷害[11]。因此，設施生產番茄中最主要的就是控制溫度。

張潔等[12-13]先后研究了不同時期和不同天數晝間亞高溫處理對日光溫室番茄品質的影響，結果顯示，長期35 ℃晝間亞高溫條件下番茄果實品質下降，處理時期越早，品質下降越明顯，且亞高溫處理的天數越長，果實品質越差。白鵬威等[14]以溫室內自然栽培的番茄為對照，在番茄開花期應用不同的溫度和光照處理，發(fā)現當溫室內自然溫度增加3～5 ℃[（27±2）℃]，光照強度增加10 000 lx（約30 000 lx）時，番茄果實蔗糖、果糖和可溶性糖的積累顯著增加。楊再強等[15]也證實了在日均氣溫18 ℃條件下，12 ℃溫差處理時番茄幼果期和采收果實中的可溶性糖質量分數最高，品質最好，說明12 ℃溫差能夠促進果實中可溶性糖的積累；當日均氣溫為25 ℃時，6 ℃溫差處理下可溶性糖質量分數最高，個別生育期除外，說明6 ℃溫差處理促進可溶性糖在各個器官的積累。大量研究結果表明，對番茄糖含量起主導作用的是最低溫度和日溫差，在一定溫度范圍內，日溫差越大越有利于糖類的積累，但是對晝夜溫差范圍及負溫差還需要進一步研究。

3 水分對番茄果實品質和風味的影響

水是綠色植物進行光合作用最主要的原料，又是植物體內原生質的主要成分，是植物體內各種生化反應和物質吸收、運輸的良好介質。水分在蔬菜的整個生長動態(tài)和生理活動過程中起著重要作用，最終影響蔬菜作物的品質[16]。

一般來說，含水量越低，蔬菜體內的纖維素就越發(fā)達，產品組織開始硬化，從而影響品質；含水量過多時，糖、鹽的相對濃度就會降低，蔬菜風味變淡，耐儲性、抗病性較低，產量和效益降低[16]。雖然增加灌水量能夠提高番茄產量，但番茄果實內糖、有機酸等可溶物的含量會降低，造成番茄品質下降，這是因為水分對番茄果實中酸和可溶性固形物有稀釋作用。Machado等[17]利用滴灌方法研究了灌水量分別為蒸發(fā)蒸騰量的0.6倍、0.9倍、1.2倍時對番茄產量和品質的影響，結果證實隨灌水量的增加番茄果實可溶性固形物含量減少，pH降低。這與馮騰騰等[18]針對揚州地區(qū)番茄灌水量研究得出的結論相同。Mohmed等[19]基于彭曼-蒙蒂斯法計算作物需水量（ETc），研究不同灌溉水平對番茄品質的影響，最后綜合產量分析得出100%ETc（I100）是溫室番茄滴灌的最佳水量，過多灌水量不利于果實品質和灌溉水利用率的提高。近年來科技工作者還發(fā)現一種新的灌水方法——虧缺灌溉，即通過適度控制水分給作物提供一個適中的干旱逆境來提高果實的品質。劉向莉[20]從不同虧缺灌溉水平和開始時間兩方面研究其對番茄品質和風味的影響，發(fā)現隨著水分脅迫的增強，果實外觀、營養(yǎng)品質和口感品質都逐漸提高，但是產量逐漸下降，綜合后得出用輕度-中度虧缺灌溉處理，即控制灌水量為正常灌水量的50%～75%為最佳灌水方式。同時由于番茄各個生長階段對水分虧缺的敏感性不同，對番茄果實品質影響也不同，虧缺灌溉開始時間越早，番茄果實的品質越高，但是產量越低。在生產中，為了提高番茄的品質，產量又不會降低太多，可以選擇在果實膨大期進行虧缺灌溉。唐曉偉等[21]也做了關于調虧灌溉對番茄果實品質和風味影響的研究，試驗結果表明，番茄中己醛的相對百分含量隨著調虧灌溉程度的加深逐漸增多，在中度調虧灌溉時達到最大值，重度調虧灌溉又略有下降，反-2-己烯醛的相對百分含量也呈增加趨勢。這與Veit-Khler等[22]認為不同水分條件下，番茄果實中糖分、VC、芳香物質（己醛、順-3-己烯醛和反-2-己烯醛）的濃度均顯著提高，番茄整體品質提高的報道相同。王曉森等[23]采用溫室內桶栽土培法研究了不同灌水下限對番茄品質的影響，結果表明以中低灌水下限處理的番茄，番茄口味營養(yǎng)指標如VC、可溶性糖和可滴定酸指標較高。綜上所述，合理的灌水量不僅能夠提高番茄的品質和風味，而且能夠提高水分利用率。

4 肥料對番茄果實品質和風味的影響

養(yǎng)分是作物生長的重要因素，是可調控的重要技術措施，肥料在作物生命周期中占據重要的位置。我國化肥用量占世界的比率，遠大于蔬菜產量在世界蔬菜產量中的比率。肥料的大量投入不僅沒有收到預想的增產效果，而且給環(huán)境帶來了嚴重的破壞和污染。如何通過合理施肥來增產和提高蔬菜品質是目前科技工作者面臨的嚴峻問題。

4.1 氮、磷、鉀肥對番茄果實品質和風味的影響

氮、磷、鉀是番茄生長所必需的3種營養(yǎng)元素，對番茄果實的品質有較大的影響。王玉濤等[24]采用砂培試驗方法，研究了氮、磷、鉀及氮鉀配合對番茄品質和風味的影響，結果表明隨施氮量的增加，番茄果實中的可滴定酸、可溶性糖和可溶性固形物含量均呈增加的趨勢；隨施磷量增加，這些物質含量的比例無明顯變化；隨著施鉀量的增加，這些物質含量呈先增加后降低的趨勢。鉀肥能夠改善蔬菜的營養(yǎng)價值及風味，提高大棚番茄的VC含量，降低硝酸鹽含量，這與前人研究得出番茄施用鉀肥后，果實中可溶性固形物、可溶性糖、VC含量都有所提高，品質得到明顯改善的結論相同[25]。另外早春塑料大棚番茄偏施氮肥能夠提高莖腐病發(fā)病率，番茄生產上常因施氮過多而造成“燒苗”“燒根”。番茄對肥料的依賴性很大，平衡施肥是番茄獲得高產優(yōu)質所必需的。氮磷鉀合理配比能夠較好地提高番茄的品質，增加單果重。

4.2 微量元素對番茄果實品質和風味的影響

番茄生長還需要微量元素來提供能量，研究者在此方面做了大量研究[26-29]，分別從不同供硼、供鋅、供鐵、供錳水平來研究其對番茄品質和風味的影響，結果表明，無論是缺微量元素，還是多微量元素都會降低番茄果實的品質，影響其風味。

4.3 有機肥對番茄果實品質和風味的影響

化學肥料雖然可以在一定程度上提高土壤肥力，但對環(huán)境造成的壓力不容小覷。近年來化學肥料對土壤和地下水造成污染引起了科技工作者的重視，國內外開展了大量關于施肥措施對番茄產量、品質影響等方面的工作，合理的有機、無機肥料配比可以提高作物的產量與品質。李吉進等[30]在有機生產條件下布置小區(qū)試驗，研究了有機肥料對番茄生長、養(yǎng)分平衡和果實品質的影響，結果表明施用適量有機肥料增加了番茄可溶性糖、固形物、VC含量以及糖酸比，降低了硝酸鹽含量，從而提高了番茄果實品質。此外，靳麗云等[31]也認為施用適量有機肥能夠提高番茄可溶性固形物含量。同時研究揭示，有機廢棄物的資源化利用，可以促進作物產量提高和品質改善，但過多的有機肥投入不利于產量和品質的進一步增長，相反還可能存在著環(huán)境污染風險。田雪蓮等[32]研究表明微生物菌肥、大量元素水溶肥料、微生物菌肥與肥料混配對番茄品質有一定的提高，可以作為番茄生產的高效肥料。

5 環(huán)境對番茄果實品質與風味影響研究中存在的問題與發(fā)展趨勢

縱觀國內外研究現狀，科技工作者們就環(huán)境因子對番茄果實品質和風味的影響進行了大量的研究，并取得了一定的成果，但大多數是針對某個環(huán)境因子單項機理的研究，因而研究結果具有一定的局限性。目前越來越多的消費者認為番茄產品缺乏原有的品質和風味。當前我國的番茄生產正處于由產量型向質量型轉變的時期，加強對番茄產品品質影響的研究迫在眉睫。研究未能從番茄生長的各個階段對某一或多個環(huán)境因子進行調控，最終研究其對番茄品質的影響。如何在番茄生長的各個階段控制環(huán)境因子來提高番茄的品質是未來研究的方向。環(huán)境因子是相互制約的綜合體，在今后的研究中，應將環(huán)境因子進行統(tǒng)一調配，加強環(huán)境因子共同作用下對番茄果實品質和風味影響的研究。同時品質是一個綜合的概念，其包含指標眾多，各指標間彼此相關，這就給番茄品質評價體系建立帶來了一定的困難。如何將多指標轉化為極少的綜合指標，是形成番茄品質評價體系及進行效益評定的基礎。另外，番茄品質提高的同時產量降低，如何達到最佳經濟效益，尋求產量和品質同時最優(yōu)化是最終要實現的目標。

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